粉煤灰水热法合成沸石及其对氨氮吸附性能的研究

以粉煤灰为原料,采用NaOH碱熔融制得粉煤灰熟料,由水热法合成沸石产品。通过单因素试验和正交试验考察搅拌陈化时间、水热晶化时间、液固比对合成沸石的氨氮吸附容量的影响。试验结果表明:搅拌陈化时间为12 h、水热晶化时间为6 h、液固比为10时,合成的产品主要为P型沸石,其氨氮吸附容量达最大为6.15 mg/g,并以此为理论基础讨论其运用于水处理工艺中的可能。     

熔融-水热法合成粉煤灰沸石及其吸附性能研究

以粉煤灰为原料，研究了在熔融温度分别为300℃、400℃、500℃，熔融时间分别为1h、2h、3h，水热温度分别为45℃、65℃、85℃，水热时间分别为6h、8h、10h，对合成粉煤灰沸石（FZ）吸附性能的影响。结果表明熔融温度为300℃，熔融保温时间为1h，水热温度为65℃，水热保温时间为6h，产物中有类沸石生成。熔融-水热合成Fz对Cd^2＋吸附率为99．82％，吸附量为0．19964mg／g，略高于活性炭（吸附率99．69％）优于天然沸石（吸附率97．94％）。     

水热条件对粉煤灰沸石离子交换性能的影响

沸石的离子交换性能是决定其应用价值的一个重要指标。为衡量粉煤灰沸石的应用性能,本研究主要考察了反应温度、反应时间以及添加剂等水热反应条件对合成粉煤灰沸石产品离子交换性能(CEC,Cation Exchange Capacity)的影响。结果表明,产品的CEC值随着反应温度和反应时间增加而增大,至120℃、6h达到最大。添加剂十六烷基三甲基溴化铵和95%乙醇有效促进了NaP1沸石的结晶过程,均可使产品CEC值提高10%以上。合成NaP1型粉煤灰沸石的最佳水热反应条件为:反应温度120℃,反应时间6h,液固比(mL/g)为8,氢氧化钠浓度为2mol/L,95%乙醇作为添加剂。所得粉煤灰沸石产品CEC值达到最大值198.31cmol/kg。     

粉煤灰制备SOD型沸石及其对Cs~+的吸附特性研究

利用工业废物粉煤灰为原料,在传统碱熔-水热法中引入脱硅工艺合成SOD型沸石,通过X射线衍射和扫描电镜进行表征,并研究了在不同条件下合成沸石对Cs~+的吸附特性。采用静态平衡实验方法获得Cs~+的吸附实验数据,考察不同因素对Cs~+吸附量的影响。结果表明,合成沸石的吸附性能比原状粉煤灰有了显著提高,当初始浓度为200 mg/L时,其对Cs~+的吸附率仍能达到80%以上;吸附量随着pH的增加先增大后减小,最适pH为10;离子强度的增加将抑制吸附行为;提高初始浓度有利于吸附量的增大,但须通过调节固液比兼顾吸附量与吸附率的关系;以Langmuir方程拟合得到理论最大吸附量为28.53 mg/g。合成沸石对Cs~+的吸附能力相比原状粉煤灰有显著提高,通过考察离子强度对吸附行为的影响可推测Cs~+与合成沸石形成外层表面络合物。     

煅烧对粉煤灰合成4A沸石的作用

研究了煅烧对粉煤灰合成4A沸石除炭(有机物)增白和活化的两个作用,试验确定了粉煤灰最佳的锻烧条件:温度为850℃,时间为2h。在此条件下煅烧,通过XRD、SEM分折和白度测定,结果显示:破坏了粉煤灰中的晶相结构和溶解了玻璃体,白度达到了63。     

X型粉煤灰沸石吸附丙酮及其动力学研究

文章采用碱熔融水热法合成了X型粉煤灰沸石,通过XRD、XRF、SEM、氮气吸附等手段研究了该沸石的结构组成特点,考察了初始浓度、吸附温度和空速对X型粉煤灰沸石吸附丙酮的影响机制,在此基础上,进一步研究了X型粉煤灰沸石对丙酮的吸附动力学及吸附机理。结果表明：合成的X型粉煤灰沸石品质较高,平均粒径为0.83μm,平均孔径为3.2 nm,比表面积为165.8 m²/g,总孔容积为0.133 8 cm2/g,总孔容积为0.133 8 cm³/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m3/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m³,空速为75 h3,空速为75 h^(-1)时,X型粉煤灰沸石对丙酮具有最高的吸附量;Bangham模型和准一阶模型能更好地拟合丙酮在X型粉煤灰沸石上的吸附过程,说明丙酮在X型粉煤灰沸石表面的吸附更符合以物理吸附为主的孔道吸附。     

同步脱氮除磷吸附剂的制备工艺及性能表征

采用改性溶液浸泡改性的方法,对粉煤灰沸石进行改性,制备同步脱氮除磷吸附剂。实验结果表明,粉煤灰沸石在改性浓度0.5%,改性pH为10,改性时间24 h,改性固液比1:5的条件下,制得的吸附剂对氨氮、磷的去除率均在90%以上,氨氮吸附平衡时间可缩短至30 min,改性后BET比表面积略有减小(由45.804 m2/g降至43.761 m2/g),改性没有改变粉煤灰沸石的晶型结构,属于表面改性。     

利用粉煤灰合成沸石处理重金属污水研究

本研究中利用粉煤灰合成沸石对含有Cu^2 、Pb^2 、Cd^2 的制备水样进行批处理振荡实验，其吸附容量分别为9．56、0．89和0．25mg／l。实验证明，用合成沸石处理含重金属离子污水达到平衡所需的时间约为3h。对污水中重金属离子的去除率随pH值降低而降低，随沸石用量增加而增加。同等条件下，利用粉煤灰处理含Cu^2 的污水，其吸附容量仅为6．49mg／l，低于合成沸石。     

稻壳沸石的合成及其对磷酸盐的吸附/脱附动力学

以稻壳为原料采用煅烧-水热合成法制备了合成沸石,运用XRD和SEM表征了合成沸石的特性,通过静态实验,研究了合成沸石对磷酸盐的吸附和脱附机理。结果表明:12 h后产物发现了Na P沸石的特征峰和亚晶结构,延长水热合成晶化的时间有利于沸石晶核的形成。沸石对磷酸盐的吸附机理符合伪二级模型,实测值与伪二级吸附动力学模型的拟合值相差在1.1%以内。颗粒内扩散速率是由膜扩散和内扩散共同控制,颗粒内扩散速率常数kp随初始浓度的增加而减小。升温有利于磷酸盐的脱附,MNa OH/P>8.0时(MNa OH/P为Na OH物质的量与吸附的磷酸盐物质的量之比),磷酸盐的脱附率可达82.9%。伪二级脱附动力学模型的拟合结果优于伪一级,拟合值与实测值相差在1.7%以内。     

粉煤灰合成沸石去除溶液中硒(Ⅳ)影响因素研究

利用粉煤灰为原料合成沸石,研究了合成沸石对溶液中硒(Ⅳ)的去除能力,分析硒(Ⅳ)溶液的初始pH值、沸石投加量、初始浓度、接触时间及温度对吸附过程的影响。结果表明,合成沸石的主要成分为一种无名沸石,沸石吸附硒(Ⅳ)呈现"快速吸附,缓慢平衡"的特点,硒(Ⅳ)的去除率受pH影响较大,当pH<2.0时具有很好的吸附效果,硒(Ⅳ)的去除率随初始浓度的增加而减小,随投加量的增加先增加后减小。吸附过程符合一级反应动力学模型,且基本符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,而Langmuir吸附等温线模型对吸附数据具有更好的非线性拟合效果,合成沸石对硒(Ⅳ)的最大吸附量为5.36 mg/g。利用粉煤灰合成沸石不仅能较高效地去除水体中的硒(Ⅳ),且实现了粉煤灰的资源化利用。     

改性沸石吸附废水中磷污染物的研究

采用改性沸石吸附废水中的磷污染物,经济高效无毒害,是一种优良的废水处理方法,对于解决磷污染问题具有重大的意义。采用4A沸石和改性4A沸石对含磷浓度为50 mg·L^-1的模拟废水进行吸附实验,研究了沸石用量、含磷浓度、反应温度、吸附时间以及pH对两种沸石吸附性能的影响。结果表明,两种沸石对磷的去除率都高达90%以上,并且改性4A沸石在沸石使用量较少,含磷浓度比较低,pH值比较高的情况下对磷的吸附效果比较好。     

硫酸渣制备高纯度硫酸亚铁

以高铁硫酸渣为原料,采用酸浸-还原-除杂-结晶一重结晶-干燥工艺,合成高纯度硫酸亚铁。通过反应温度、反应时间对硫酸渣中铁的浸出率的影响,以及结晶温度、干燥温度、干燥时间对硫酸亚铁产品纯度的影响做分析实验,得出最佳酸浸条件：硫酸渣与硫酸的固液比为1：3,硫酸质量分数为20％～25％,反应温度为80℃,反应时间为6h,搅拌强度为200r／min;最佳结晶精制条件：结晶溶液pH值为1-3,温度为60℃;除杂最佳条件：pH值约为4．5;冷却结晶温度控制在20℃,结晶干燥过程为30℃,干燥6h。     

太湖淤泥烧结砖的制备及其性能

以太湖淤泥和粉煤灰为原料,干燥后混合加湿搅拌,压制成40 mm×40 mm×40 mm的试样,经干燥后放入电阻炉中焙烧,测试分析了不同粉煤灰掺量和焙烧温度下淤泥烧结砖的吸水率、抗压强度、腐蚀性及重金属浸出等性能。结果表明:增加粉煤灰掺量,砖体吸水率增大,抗压强度降低;当粉煤灰掺量30%、烧结温度950℃时,淤泥烧结砖强度可达到13.6 MPa,满足国家承重墙(MU10)使用标准。砖体浸出液微偏碱性,但不具有腐蚀性,高温焙烧可使淤泥中重金属得到有效固化。     

水热-碳酸钠法稳定化医疗废物焚烧炉飞灰中重金属的研究

研究了水热-碳酸钠法对医疗废物焚烧炉飞灰中重金属的稳定化效果及稳定化机制.结果表明,在水热条件下,碳酸钠能有效地降低飞灰中重金属的渗滤毒性,并且飞灰经水热处理后产生的废水中重金属的浓度也较低,避免了二次污染.原始飞灰中7种重金属的渗滤毒性为:Cd1.97mg/L,Cr1.56mg/L,Cu2.56mg/L,Mn17.30mg/L,Ni1.65mg/L,Pb1.56mg/L和Zn189.00mg/L,选择最佳工况对飞灰进行水热处理后(碳酸钠/干灰投加量:5/20,反应时间:8h,液固比:10/1),重金属渗滤毒性大为降低,Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb渗滤浓度均小于0.02mg/L,Zn的渗滤浓度为0.05mg/L,符合国家标准GB5085.3-2007,水热反应后废水重金属浓度均低于0.8mg/L.水热反应后飞灰重金属渗滤毒性和反应产生废水中重金属浓度均随着反应时间的延长而降低.反应时间的延长有利于硅铝酸盐的结晶与老化,使重金属在硅铝酸盐晶体中位置发生迁移,形成重金属稳定性很强的结构.重金属稳定化机制主要是由于硅铝酸盐胶体形成,结晶、老化过程中对重金属离子共沉淀与吸附作用.     

碱性水热法同步稳定城市垃圾/医疗废物焚烧飞灰与废水中重金属的研究

研究了碱性水热法同步稳定城市垃圾/医疗废物焚烧飞灰与废水中重金属的稳定化效果和稳定化机制.结果表明,在碱性水热条件下,城市垃圾/医疗废物焚烧飞灰均对废水中重金属具有很强的去除作用,并且经反应后,飞灰重金属渗滤毒性不仅没有上升反而大大降低.原始医疗废物焚烧炉飞灰中6种重金属渗滤毒性为:Mn 17 300μg/L,Ni 1 650μg/L,Cu 2 560μg/L,Zn 189 000μg/L,Cd 1 970μg/L,Pb 1 560μg/L;原始城市垃圾焚烧飞灰中6种重金属渗滤毒性为:Mn 17.2μg/L,Ni8.32μg/L,Cu 235.2μg/L,Zn 668.3μg/L,Cd 2.81μg/L,Pb 7 200μg/L.这2种飞灰分别与重金属废水(浓度Cu、Pb为50mg/L,Mn、Zn、Ni、Cd为25 mg/L)在275℃条件下,碳酸钠添加量为1/10(5 g碳酸钠/50 g干灰),液固比为10/1,经10 h反应后,医疗垃圾焚烧炉飞灰对重金属去除率达86.2%～97.3%,城市垃圾焚烧飞灰对重金属去除率达94.7%～99.6%.反应后飞灰经重金属渗滤毒性测试均远远低于国家标准值.重金属稳定化机制主要是由于在硅铝酸盐晶体形成过程中对重金属化学吸附,物理包裹作用,老化期重金属空间几何位置迁移,高pH值对稳定化起到一定辅助作用.     

载镁天然沸石复合材料对污水中氮磷的同步回收

采用载镁天然沸石为沉淀剂,以鸟粪石的形式回收模拟污水中的营养物质,考察了投加量、溶液pH、反应时间和共存Ca~(2+)对回收过程的影响,并利用FTIR、XRD、BET和SEM等手段对回收沉淀产物进行了化学组分和表面形貌分析,以揭示其回收机制.结果表明当材料投加量为0.4 g·L~(-1),溶液初始pH为7,反应时间为2 h时,载镁天然沸石对溶液中磷酸盐和氨氮的回收性能最佳,最大吸附量分别高达119.2 mg·g~(-1)和48.5 mg·g~(-1).载镁天然沸石对溶液中磷酸盐和氨氮的回收过程均符合拟二级动力学模型(R~20.99).载镁天然沸石对污水中营养物质的回收机制有鸟粪石化学沉淀、物理吸附、离子交换和静电吸附等,其中以鸟粪石沉淀法为主.共存Ca~(2+)会干扰载镁沸石对溶液中氮磷的同步回收,导致回收的沉淀组分除鸟粪石晶体外,还会存在部分磷酸钙等副产物.     

粉煤灰合成沸石同步脱氨除磷特性的研究

利用粉煤灰合成沸石,研究其在同步去除氮、磷方面的特性.合成沸石对氨氮和磷酸盐的吸附净化均随时间增加而变化,但均在24h后基本达到平衡.随合成沸石投加量的增加,同步去除污水中氮磷的效果越好,但在投加量为8 g·L^-1以上时去除率的增加明显放慢.在pH为7～9时氨氮去除率最高(约60%),超过此pH范围时去除率降低.在pH 7～9范围磷去除率达最低(约为85%),超过此pH范围时去除率增加(最高达到近100%).合成沸石对氨氮的吸附为放热反应,对磷的吸附为吸热反应.不同阳离子饱和的合成沸石对氨氮的吸附顺序依次为:Al>Mg>Ca>Na>Fe,对磷的吸附顺序则为:Al>Fe>Ca>Mg>Na.合成沸石的氨氮吸附机理为阳离子交换作用,对磷的去除除化学沉淀作用外尚有吸附机制.     

改性沸石对焦化废水中COD的去除研究

本文研究了沸石经NaCl、NaOH、HDTMA（溴化十六烷基三甲胺）改性后对焦化废水中的COD的去除效果。比较得出HDTMA改性沸石对COD的去除能力较好．而且废水的色度明显减小。接着进一步研究了该废水处理过程中的影响因素，包括吸附时间、烘干温度、改性剂HDTMA的浓度、pH值等。结果表明，HDTMA改性沸石处理焦化废水可使其COD的浓度降低至150mg／L以下，达到污水综合排放二级标准。